机械合金化Ti/Al合金的制备

采用多维摆动式球磨机机械合金化Ti/Al二元粉末,研究了机械合金化过程中粉末结构的变化。Ti/Al混合粉末经高能球磨后,颗粒尺寸下降,Ti、Al晶粒各自逐渐细化至纳米级尺寸,且部分形成非晶,球磨15h后发现了TiAl和Ti3Al金属间化合物。将机械合金化后的粉末进行放电等离子烧结,烧结试样的组成相主要为TiAl和Ti3Al。     

高能球磨-放电等离子烧结法制备双晶分布钛

以平均粒径约150μm的球形钛粉为原料,采用高能球磨结合放电等离子烧结技术制备由双尺度晶粒组成的高致密纯钛块体材料,研究高能球磨过程中钛粉的形貌、尺寸及显微组织的变化,分析球磨钛粉放电等离子烧结时的致密化行为和显微组织的演变规律,测试烧结钛块体材料的室温压缩性能。结果表明:钛粉在球磨初期发生剧烈的塑性变形并相互焊合,形成层片状团聚粉末。球磨10 h时,钛粉的部分晶粒细化至40~100 nm。放电等离子烧结过程中,随烧结温度升高和烧结时间延长,烧结钛的密度逐渐增大。在烧结温度为800℃、保温时间为4 min、烧结压力为50 MPa的条件下,烧结钛的密度达到4.489 g/cm3,接近全致密,其显微组织由双尺度的等轴晶组成,细晶区晶粒尺寸为1~2μm,粗晶区晶粒尺寸为5~20μm,二者呈层状交替分布;该试样在室温压缩条件下的综合力学性能与铸锻Ti-6Al-4V合金相当。     

Ti-Mg二元系机械合金化的研究

采用机械合金化方法,用行星式高能球磨机对Ti基合金中的Ti-xMg(x=4,9,15,24%(原子分数))二元合金系统进行机械合金化研究,用X射线衍射分析球磨的合金粉末结构,并用扫描电子显微镜分析样品的形貌和粒度,结果表明:用机械合金化方法可使Ti和Mg产生固溶体,从XRD分析表明,经过48h球磨的Ti-xMg合金中都未发现Mg的衍射峰,Mg加入到Ti合金中,加宽和分散了Ti衍射峰,并且随着Mg含量的增加Ti峰加宽.在Ti峰变宽的基础上,发现平均有效晶粒尺寸为10-20nm,达到了纳米量级;从扫描电镜的形貌结构可见粉末颗粒很细,但聚集成团.     

高能球磨工艺对钨铜复合材料组织的影响

采用机械合金化方法将W-15%Cu混合粉末在行星式高能球磨机中球磨,研究了不同球磨时间对钨铜复合材料组织的影响,利用XRD及SEM分析了不同球磨时间的粉末和烧结后的样品,结果表明,随着球磨时间的延长,粉末的晶粒尺寸不断减小,烧结后样品的相对密度不断提高.球磨60h的混合粉末在1350℃烧结后的相对密度达到98.8%.     

纳米晶W-Ti预合金粉的制备与研究

以乙醇为过程控制剂,采用机械球磨法制备Ti含量（质量分数）为10％T 30％、晶粒度在30nm左右的纳米品W-Ti预合金粉末,借助X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）,研究不同球磨时间的W-Ti预合金粉末的相组成和微观形貌,以期进一步确定含理的纳米晶W-Ti预合金粉末制备工艺和开发出高性能的W-Ti合金靶材。结果表明,随着球磨时间增加,粉末逐渐细化和均匀化,微应变逐渐增加;球磨24h可使W-10％Ti粉末完全合金化,球磨48h后颗粒逐渐转变成片层状,而W-30％Ti粉末在球磨72h后才完全合金化,片层结构更多更明显。2种成分的粉末都生成了固溶体β-W／Ti。     

高能球磨Ti/Al复合粉体的反应烧结致密行为

研究高能球磨Ti/Al复合粉反应烧结过程的致密行为 ,并进行反应烧结热力学和动力学分析。结果表明 ,与增加烧结压力、提高烧结温度或延长烧结时间的作用相同 ,高能球磨对Ti/Al粉末体反应烧结过程的致密化具有促进作用 ,且效果更加显著。球磨时间越长 ,烧结体越致密。球磨 3h的Ti/Al复合粉坯料经6 30℃× 2h预烧、12 5 0℃× 8h无压烧结后 ,获得的TiAl基合金试样的致密度高达 99 87%。球磨对Ti/Al粉末体反应烧结时致密化的促进作用 ,主要是由于Ti、Al反应组元及其晶粒尺寸的细化 ,晶格畸变能增加 ,从而显著提高了烧结驱动力和烧结动力学因子 ,缩短了反应扩散距离 ,抑制了kirkendall孔隙的形成。     

机械合金化制备β-FeSi2热电材料的研究

采用MA(Mechanical Alloying)法进行β-FeSi2热电材料的合成研究.以Fe粉(Fe>98%),Si粉(Si>99.9%)为原料,将Fe、Si 元素粉末按原子分数Fe33Si67混合,并将混合料放入高能星型球磨机进行长时间球磨.经不同的工艺进行机械合金化并取样,借助XRD、DSC等手段进行分析.研究结果表明在机械合金化大约20h以上开始形成ε-FeSi相,至机械合金化大约40h有β-FeSi2形成,随时间的延长β-FeSi2相增多.     

碳/铜复合粉末的制备

将粗铜粉和石墨粉按不同配比混合后进行机械合金化,并对机械合金化粉末的物相、合金化特征以及粉末形貌和颗粒度进行了分析研究.实验结果表明.在球磨过程中,随球磨时间延长有越来越多的碳原子溶人铜的晶格,球磨24h时固溶度达到最大值,继续球磨,有部分碳析出.     

机械合金化粉末的制备工艺及球磨参数研究

通过分析球磨参数对机械合金化粉末的影响,实验发现,随着高能球磨时间的延长,不同元素晶格常数变化率稍有不同,均呈增加趋势。当Ti-9Mg合金的转速为170 r/min时,Ti的X衍射峰宽度明显宽于转速为110 r/min时的情况,研究结果对于进一步优化合金粉末制备工艺和提高材料性能具有一定的指导意义。     

铝与K2TiF6混合粉末的高能球磨反应

以Al粉和K2 TiF6 混合粉末为原料 ,利用高能球磨法制备Ti Al基金属间化合物。采用XRD ,SEM ,EPMA和DTA等方法对球磨 1,2 5 ,5 ,8h的粉末进行分析 ,在球磨时间超过 2 .5h的粉末中有TiAl3,TiAl出现 ,并伴有副产物KAlF4 和K3AlF6 生成。随着反应的进行 ,产物中TiAl相含量逐渐增加 ,产物粒度可达纳米级。     

合金元素对机械合金化和放电等离子烧结Ti-Nb基合金显微组织的影响

β-Ti型结构的钛基材料在生物材料领域具有广泛的应用前景。本文采用机械合金化法和放电等离子烧结制备β-Ti型Ti-Nb基合金,研究不同Nb,Fe含量对合金显微组织及力学性能的影响。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和透射电镜(TEM)等手段分析合金的显微组织变化情况。结果表明:机械合金化过程中,粉末的平均粒度减小,当球磨时间超过60 h时粉末易发生团聚。当球磨转速为300 r/min,球料比为12:1,Ti和Nb的质量分数分别为64%和24%时,球磨100 h后制备的粉体材料中具有一定体积的非晶相。该粉末在1 000℃下通过放电等离子烧结(SPS)制备具有均匀细小的球状晶粒组织的Ti-Nb合金,其强度、伸长率和弹性模量分别为2 180MPa,6.7%和55 GPa。通过控制Nb,Fe的含量,可以促进β-Ti相形成,获得高强度和低杨氏模量的Ti-Nb合金。     

机械合金化FeCuNiSnCo粉末的制备及其胎体材料物理性能研究

采用机械合金化法制备了Fe基预合金粉（FeCuNiSnCo粉末），通过热压烧结制备胎体材料，对制备的Fe基预合金粉末及其胎体性能进行表征，利用正交实验研究了球料比、球磨转速、液固比、球磨时间等对粉末松装密度和胎体材料硬度、抗弯强度的影响，确定最优工艺，并对胎体材料显微组织进行观察。结果表明:在球磨过程中，粉末颗粒经过重组、变形、破碎和合金化，粉末形貌发生了改变，影响了粉末松装密度；球磨转速和球料比是影响胎体材料硬度和强度的主要因素；综合分析最佳工艺参数为:球磨时间6 h，球磨转速400 r·min-1，球料比4:1，液固比0.5:1.0。     

机械合金化制备纳米晶Fe-Si合金的研究

采用Fe-6．5％Si合金粉与Si-22％Fe合金粉末，经机械合金化制备了Fe-13．95％Si固溶体合金。由碰撞频率、速率与球磨工艺条件的理论关系推导出了球料比的最佳值。利用XRD、SEM和EDX手段对球磨后的Fe—Si粉体进行了结构、形貌及成份表征。结果表明：混合粉体球磨12h可实现机械合金化，合金化的粉体为α—Fe（Si）过饱和固溶体，颗粒尺寸为0．5～15μm，显微组织为纳米晶结构，平均晶粒尺寸约为18nm。     

机械合金化制备Zr50Cu40Ai10非晶合金粉末及其晶化研究

以金属Zr、Cu和Al为原料,通过真空熔炼和气体雾化制备Zr-Cu-Al合金粉末,再经高能球磨得到Zr50Cu40Al10非晶合金粉末。采用氮/氧分析仪、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和热分析仪(DSC)对其非晶形成能力及晶化行为进行研究。结果表明,球磨120h后可获得Zr50Cu40Al10非晶合金粉末,且随球磨时间增加,粉末的颗粒尺寸逐渐减小,90h后达到亚微米级。球磨过程中由于铁的增加,使合金的结构"混乱度"增加、负混合热增大,因而热稳定性增强,其过冷区间ΔTx为62K,约为雾化法制备的非晶合金粉末的2倍。此外,采用非等温晶化方法,用KISSINGER方程计算出机械合金化Zr50Cu40Al10非晶合金的玻璃转变和初始晶化的表观激活能分别为152.6kJ/mol和172.4kJ/mol,远小于相应的气体雾化法制备的Zr50Cu40Al10非晶合金粉末表观激活能,其原因是粉末中氧含量和体系自由能较高。     

机械合金化法制备(Ag-Cu28)-xSn合金的结构和性能研究

利用机械合金化法制备(Ag-Cu28)-xSn系合金粉末,借助差示扫描量热仪、X-射线衍射仪、扫描电镜等,研究了Sn含量对合金熔化温度、球磨时间对合金粉末的物相组成及显微结构的影响。研究表明:Sn对合金的熔化温度有显著影响,随Sn含量增加合金熔化温度下降趋势减缓;当Sn含量为30%时,合金熔化温度最低为539.3℃。球磨40 h时,(Ag-Cu28)-30Sn粉料合金化完全,其物相组成为Ag4Sn、Cu3Sn和Cu6Sn5。球磨初始阶段(Ag-Cu28)-30Sn粉料颗粒异常长大,球磨至40 h时合金化完成,颗粒断裂和焊合达到平衡,合金粉末粒度均匀,平均粒径约为5~10μm。     

MA制备ODS钴基高温合金粉末的研究

为开发高性能的ODS钴基高温合金,通过机械合金化制备了Co-Cr-Ni-W-Y2O3的复合粉末,探讨了机械合金化对粉末颗粒大小,晶粒以及晶格畸变的影响,研究了加入过程控制剂对球磨粉末状态的影响。结果表明,随着球磨时间的延长,粉末粒度和晶粒都减小,晶格畸变增大;球磨8 h以上,粒度、晶格畸变变化趋势变缓,但球磨时间的进一步延长有利于元素更加均匀的分布;加入酒精球磨的粉末分散度明显比未加入酒精的粉末好,粒度更小。     

Mo-Cu混合粉末机械合金化及固溶度热力学研究

采用机械合金化方法对不同组分的Mo、Cu混合粉末进行加工,球磨时间达到50h。通过扫描电镜及X射线衍射等对复合粉末的形貌、X射线衍射特征进行了分析,并对Cu在Mo中的固溶度进行了研究。结果表明:采用高能球磨机械合金化方法可以制备出平均晶粒尺寸在50 nm左右的Mo-Cu复合粉末,且粉末均匀化程度很高;从热力学平衡角度出发,通过细化晶粒来提高Cu在Mo中的固溶度极限可以用数学模型来表达。     

Structural and Electrochemical Characteristics of Mg0.94 La0.06 Ni AlloyPrepared by Ball Milling

The amorphous Mg0.94Lao.o6Ni alloy was synthesized by ball milling for different time at 400 r min^-1. Electrochemical performances of the alloy electrodes were investigated and the results show that the specimens would reach their maximum electrochemical discharge capacities at the first charge/discharge cycle. The cyclic tests and X-ray diffraction(XRD) results show that discharge capacities would decrease rapidly due to the crystallization of the amorphous and the oxidization of magnesium on the particle surface during the electrochemical charge/discharge cycling. In addition, the DTA and SEM results reveal that the thermal stabilities will be improved and the size of the alloy will be decreased with the ball-milling time. The amorphous Mgo.96Lao.04Ni alloy prepared by ball milling for 40 h at 400 r min^-1 shows the bestelectrochemical properties.     

机械合金化Al—10Fe—4Ni粉末体组织特征

采用扫描电镜、电子探针及X射线结构分析研究了铝、铁、镍单元混合粉在机械合金化时粉末的粒度、形态、组织特征以及微观结构的变化规律。测定了铁、镍在铝中的固溶度变化以及球磨对微观应变及微晶尺寸的影响,结果表明,铁、镍在铝中的固溶与微晶尺寸碎化同时进行,但这一切都必须以三种粉末在球磨初期形成细密的复合层状组织为前提。     

Mechanically induced solid-state devitrifications of Zr<Subscript>70</Subscript>Pd<Subscript>20</Subscript>Ni<Subscript>10</Subscript> glassy alloy powders

A single glassy phase of Zr₇₀Pd₂₀Ni₁₀ alloy powder was synthesized by mechanical alloying the elemental powders for 48 hours, using a high-energy ball-milling technique. The obtained glassy phase transformed into a metastable big-cube phase upon increasing the ball-milling time (100 hours). After 150 hours of milling, a complete glass-metastable-phase transformation was achieved, and the end product was nanocrystalline big-cube powder, which has a lattice constant of 1.23 nm. As the ball-milling time was further increased the big-cube phase could no longer withstand the mechanical deformation that was generated by the milling media and transformed into a new metastable phase of nanocrystalline fcc Zr₇₀Pd₂₀Ni₁₀. The lattice constant of this metastable phase was calculated to be 0.455 nm. The reported metastable phases here are new and have never been, so far as we know, reported for the ternary Zr-Pd-Ni system, or its binary-phase relations.